2.3 气体的等压变化和等容变化 课件(共24张PPT)人教版（2019）选择性必修第三册

(共24张PPT)
气体的等压变化和等容变化
年 级：高二年级
学 科：高中物理（选择性必修3）
实验观察：烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，用手捂住烧瓶，会观察到什么现象，说明了什么？
一、问题引入
猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
二、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
盖-吕萨克
（Gay-Lussac，1778—1850年）
法国化学家、物理学家。
盖-吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。1800年毕业于巴黎理工学校。1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁。
1802年，盖-吕萨克发现气体热膨胀定律（即盖-吕萨克定律）压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即恒量。
其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”。
二、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
2.盖-吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。
3.等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积与热力学温度的正比关系在直角坐标系中的图象。
其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小。
或
二、气体的等压变化
一定质量气体的等压线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同。
②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示。
二、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
2.盖-吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。
或
体积与热力学温度成正比可以表示为另外形式：
或
二、气体的等压变化
盖-吕萨克定律说明
1.盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的。
3.在 中的与气体的种类、质量、压强有关。
2.适用条件：气体质量一定，压强不变。
注意： 正比于而不正比于。
4.一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的。
5.解题时前后两状态的体积单位要统一。
二、气体的等压变化
猜想：在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
三、气体的等容变化
大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候，气体体积的改变和温度的改变成正比。他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高1℃，压力就增加它在0℃时候压力的1/273。查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数。这个预言后来由盖-吕萨克和道尔顿（1766-1844）的实验完全证实。
查理
（Charles，1746－l823）
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
三、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
三、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
3.等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强跟热力学温度的正比关系在直角坐标系中的图象叫做等容线。
其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小。
三、气体的等容变化
一定质量气体的等容线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，。
三、气体的等容变化
压强与热力学温度成正比可以表示为另外形式：
或
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
三、气体的等容变化
查理定律说明
1.查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的。
3.在中的与气体的种类、质量、体积有关。
2.适用条件：气体质量一定，体积不变。
4.一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。
5.解题时前后两状态压强的单位要统一。
注意：与热力学温度成正比，不与摄氏温度成正比。
三、气体的等容变化
公式：
2.査理定律：
1.玻意耳定律：
3.盖-吕萨克定律：
这些定律都是在压强不太大、温度不太低的条件下总结出来的。
气体实验定律
公式：
公式：
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小。
2.理想气体的特点
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
四、理想气体
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。
一定质量的理想气体，由初状态（）变化到末状态（）时，两个状态的状态参量之间的关系为：
方程具有普遍性
当温度T保持不变
当体积V保持不变
当压强p保持不变
或
四、理想气体
1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。
2.盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。
3.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。
五、气体实验定律的微观解释
ACD
1. 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 （ ）
A.弯管左管内外水银面的高度差为h
B.若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大
C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
h
p0+ρgh
p
x
p
p0+ρgx
p0+ρgx= p0+ρgh
封闭气体温度和压强不变，体积不变
体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升
巩固演练：
4.某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,
(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,求状态B 的压强.
(2)随后,又由状态B 在等容过程中变为状态C ,状态C 的温度为300K,求状态C 的压强.
A B C
玻意耳定律
pAVA= pBVB
pB=105Pa
查理定律
pC=1.5×105Pa
巩固演练：
2、如图所示 ，一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA经历的是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1 L，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改为p－V图象．
学完这节课后，
请你用自己的话描述功、热量、内能三个概念间的关系。
七、课堂小结
内能1
内能2
做功：能量的转化
传热：能量的转移
功
热量
状态量
过程量
内能的改变
状态量
过程量
过程量
焦耳的实验1
（机械功）
焦耳的实验2（电功）
平时我们常常看到某些食品包装上写着食物有多少千焦热量的说法。请问这一说法是否存在科学性错误，为什么？
八、课后思考